По мере удаления космических миссий от Земли, растет необходимость в том, чтобы космические аппараты могли самостоятельно обрабатывать и сохранять данные. Это особенно актуально для систем с искусственным интеллектом, которые генерируют огромные объемы информации.
В настоящее время для хранения больших объемов данных в космосе применяется NAND flash-память — та же технология, что и в ноутбуках, смартфонах и дата-центрах, способная сохранять терабиты информации. Проблема заключается в том, что космическая радиация разрушает электрический заряд, который используется в традиционной флеш-памяти для хранения данных.
«Если отправить традиционную флеш-память в космос, радиация, взаимодействуя с захваченным электрическим зарядом, может легко повредить данные», — поясняет Асиф Хан, доцент Школы электротехники и компьютерной инженерии Технологического института Джорджии.
Хан и его коллеги создали совершенно новый тип NAND-памяти на основе ферроэлектрических материалов. Ферроэлектричество — это свойство некоторых материалов удерживать постоянный, спонтанный электрический заряд — так называемую поляризацию. В отличие от обычной памяти, ферроэлектрическая NAND сохраняет данные не в виде захваченного электрического заряда, а в виде поляризации материала.
«Поляризация очень устойчива к радиационным эффектам», — подчеркивает Хан. Результаты, опубликованные в журнале Nano Letters, продемонстрировали, что новая память способна выдерживать уровни радиации в 30 раз выше, чем традиционная NAND-технология.
Соавтор разработки, аспирант Лэнс Фернандес, создал чипы ферроэлектрической памяти в чистой комнате Технологического института Джорджии, а затем отправил их для радиационных испытаний коллегам из Университета Пенсильвании. Тесты показали впечатляющий результат: технология выдерживает облучение до одного миллиона рад — что эквивалентно 100 миллионам рентгеновских снимков.
Эти показатели более чем достаточны для любой космической миссии: спутники на низкой околоземной орбите требуют устойчивости к 5−30 килорадам, геостационарные орбиты — 100−300 килорадам, а миссии в глубоком космосе — до одного миллиона рад. Новая память покрывает весь этот диапазон. «Для хранения данных в космосе недостаточно, чтобы память просто функционировала. Она должна оставаться надежной даже в условиях суровой космической радиации», — акцентирует внимание Фернандес.